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水性工業涂料因為涂料本身表面張力高、工業施工基材的復雜多樣，往往會產生很多因漆膜與基材潤濕不充分的表面缺陷，基材潤濕劑作為表面控制的重要添加劑之一，用于水性工業涂料可防止因涂料基材潤濕不良產生的表面缺陷,并提高漆膜的耐性和外觀效果。

一、什么是基材潤濕劑：

基材潤濕劑屬于表面活性劑，基材潤濕劑通過降低漆料的表面張力及其特殊的界面作用方式來達到對施工基材潤濕的目的，它與顏料潤濕同屬表面活性劑，都具有表面活性劑的屬性，只是側重功能不同，顏料潤濕劑側重的是對顏料表面的潤濕來達到提高顏料分散及展色性能。而基材潤濕側重的是對工業基材的潤濕，以避免因基材潤濕不充分帶來的涂覆不勻、縮邊、油縮，流平等問題。

二、基材潤濕劑的作用機理：

傳統的基材潤濕理論：是通過降低漆料的動靜態表面張力來對基材潤濕，以達到漆膜表面的控制能力，一般來講，靜動態表面張力越低，基材潤濕能力就強，漆膜產生油縮、縮邊、針孔等現象就減少。

通過相關實驗證實，雖然降低液體表面張力的大小是影響基材潤濕能力重要因素之一，但基材潤濕在界面的作用方式也不可忽略，傳統的基材潤濕都是通過界面的單相作用，而西譜森星狀基材潤濕則是通過多相作用，效率明顯增強。通過這一理論，對基材潤濕劑的評價就變得更加科學。

三、基材潤濕劑的抑破泡性機理

因表面活性劑起始端的特殊疏水結構，在優異的動態表面張力作用下使得基材潤濕劑對水性涂料有較好的抑破泡能力。

什么是動態表面張力？

動態表面張力的描述：

動態表面張力也叫界面張力是含有表面活性劑的液體在特定界面或表面時段的數值，它不同于靜態的平衡值（靜態表面張力）。

當液體吸收表面活性劑后帶來動態表面張力或界面張力下降，這個下降過程持續到靜態平衡值的到達。它下降的時間取決于表面活性劑的擴散及吸收效率。

動態表面張力的圖解：

四、水性工業漆

基材潤濕劑要求、類型及如何最優化選擇

水性工業漆目前使用的基材潤濕劑不但需要非常好的潤濕力還要有一定的抑消泡性，基材潤濕劑主要有聚醚有機硅、星狀聚醚、炔二醇醚等化學成分類型。他們的化學成分不同，對消泡及基材潤濕的貢獻就有所不同。選擇時最主要的是評估是基材潤濕力并兼顧抑泡消泡性能。最后還要考慮到樹脂相容性、光澤、耐性等。

4.1聚醚有機硅

聚醚有機硅化學結構以有機硅為疏水端聚醚為親水端。

當前在水性工業漆中比較成功應用的大多是以三硅烷作為起始劑原料，經過系列的化學處理后再催化醚化而成，其性能主要是提供比較好的基材潤濕力，但抑消泡能力不足。雙子結構的有機硅聚醚是在普通有機硅烷的基礎上通過反應性連接基團擴展再表面活性化，在消泡及基材潤濕力上有明顯提升。但不管是單子還是雙子型有機硅基材潤濕劑，都利用了極低表面張力的有機硅，形成類似傘型結構，來達到快速降低表面張力目的，最終在涂層表面會形成一定的強疏水微觀界面，對層間附著力及重涂性有一定影響，添加時應控制在合適范圍。

4.2星狀聚醚

具有星狀結構的聚醚，疏水端選擇比較多樣性，不含有機硅結構，親水端乙氧基化。不會產生層間附著及重涂的問題。它的基材潤濕能力主要來源于他優異的的動態表面張力和星狀結構多相作用，抑消泡能力源于其特殊星狀疏水結構及優越的動態表面張力。西譜森化學擁有多種型號的專利級星狀聚醚基材潤濕劑，不同規格對抑泡及基材潤濕的側重點有所不同。

4.3炔二醇醚

具有炔二醇結構的聚醚，典型化學結構圖示，其性能的影響主要來自于炔二醇的雙子特殊結構，目前市場通常以癸炔二醇聚醚為主，但十二碳炔二醇聚醚性能更優。炔二醇類產品主要有比較好的動態表面張力，在水中擴散速度快，有好的破抑泡力，不影響重涂及層間附著，但基材潤濕能力相對不足。在水性工業漆中主要以抑消泡助劑方式添加。為達到更好的基材潤濕力需搭配聚醚有機硅或星狀聚醚。

五、常見因表面張力影響的涂層缺陷

水性工業漆的表面缺陷都是由于液體涂料、基材和污染物表面張力的差異和變化引起的。主要的有以下幾個現象。

5.1、桔皮

僅在噴涂工藝后才能觀察到的典型缺陷外觀。影響這種缺陷的三種主要因素,包括噴涂液體的黏度、噴涂條件如溫度、壓力或空氣/液體比例以及液體的表面張力。前面兩種因素很大程度上取決于涂裝人員。第三種因素涂料配方便設計師可以控制。降低液體的表面張力可以使相同噴涂條件下的液滴變小,提高了噴涂后單個液滴的流動性。

5.2魚眼

魚眼是由于底材潤濕度不充分引起的。當液體涂料的表面張力比底材的表面張力高時,就會發生這種現象, 在該表面上的涂料沒有鋪展開。通過降低液體的表面張力可以改善鋪展情況。

5.3、縮邊

在底材的邊緣會出現縮邊現象,因為涂膜在邊緣處表面比其他地方的表面大,所以邊緣處溶劑揮發速度更快,導致邊緣處表面張力的增加速度比其余地方更快。較高的表面張力會導致表面收縮,因為固化時,涂膜會試圖形成更小的總體積。通過降低液體的表面張力可避免這個問題。

5.4、發花

(貝納德小孔)和條紋-發花和條紋與干燥階段液體涂料的工藝流程有關。密度和表面張力的差異會導致材料從涂膜的底部到上部產生紊流。在有色體系中,顏料會根據其流動性的不同在不同的區域發生沉降。在水平表面上,這種發花呈現六邊形圖案,稱為貝納德小孔。條紋的產生也是相同的原因,會出現在垂直表面,呈現為線狀圖案。通過將干燥過程中表面張力的差異最小化,可以避免這種缺陷。

來源：水性大平臺

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